JPS6080581A - 産業用ロボツトの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は産業用ロボットの制御装置に関するもので、ロ
ボット駆動源におけるエネルギ消費を低減すると共に、
作動中のロボットの故障原因調査および緊急時の安全を
図る分野において利用される制御装置である。

（ｂ）従来技術 従来の産業用ロボットの制御装置１ば、概略第１図に示
すように、ロボット本体２に動力を供給するロボット駆
動装置３と、ロボット本体２の作動を制御するロボット
制御装置４と、作業対象物の搬送などを行なうと共にロ
ボ・ノドに同期して作動する周辺機器５への動力供給と
その制御を行なう周辺機器駆動制御装置６とを有してい
る。

このような制御装置１によれば、ロボット用電源７およ
び周辺機器用電源８からの電力が、ロボット本体２およ
び周辺機器５の作動・不作動に拘わらず、常時、ロボッ
ト駆動装置３および周辺機器駆動制御装置６に供給され
ていて、その制御の１例は以下のような手順で行なわれ
る。周辺機器５である例えばベルトコンベアは周辺機器
用電源８の電力を受けると共に周辺機器制御回路９から
の制御信号に基づいて、作業対象物をロボット本体２の
位置まで搬送する。図示しないセンサが所定の位置に来
た作業対象物を検出すると、周辺機器制御回路９がベル
トコンベアの動きを停止させると共に、ロボット制御回
路１０にその旨の信号を出力する。ロボット駆動源１１
である例えば油圧ポンプは、ロボット用電源７の電力が
電源操作回路１２を介して供給され常時駆動されている
ので、その動力により作動するロボット本体２の例えば
アームを屈曲させるだめの油圧モータが、ロボット制御
回路１０からの制御信号に基づいて予め教示されている
所定の作業を作業対象物に行なう。その作業が完了する
と、ロボット制御回路１０はロボット本体２の作動を停
止させると共に、周辺機器制御回路９にその旨の信号を
出力し、再び、周辺機器５を作動させ、ロボット本体２
は次の作業対象物の到達まで待機する。

このようにして、ロボットや周辺機器が圧密に作動して
いる場合、周辺機器による作業対象物の搬送中はロボッ
トが待機状態にあり、逆に、ロボットが作業中は周辺機
器が待機状態にある。それにも拘わらず、それぞれが他
方からの制御信号により何時再起動が指令されるか判ら
ないので、上述したように常時供給されている電力によ
りロボット駆動源である油圧ポンプも駆動させた状態で
待機させている。したがって、ロボットが作業をしてい
ない間はロボット駆動源においてそれだけ余分に電力を
消費しエネルギを浪費するという欠点がある。また、常
時ロボット駆動源が駆動されているので、周辺機器制御
回路から誤信号が入力されると、駆動されている油圧ポ
ンプにより油圧モータが作動し、ロボットが暴走するな
どして極めて危険な事態が発生する問題もある。

ところで、上述したロボット制御装置４および周辺機器
駆動制御装置６には、ロボット駆動装置の電源操作回路
１２を０Ｎ−ＯＦＦさせるための駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ
回路１３．１４が設けられている、これらの回路は、ロ
ボットまたは周辺機器において何らかの緊急事態が発生
した場合にロボットの作動を停止させるだめのもので、
例えば、ロボットが正規の作動状態にないと、ロボット
制御装置４の駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路１３から電源操
作回路１２の機能を停止させる信号が出力され、ロボッ
ト駆動源１１への駆動電力とロボット制御回路１０への
制御電力の供給停止することができるようになっている
。また、周辺機器であるベルトコンベアに異物が存在し
たり、作業対象物が正規の状態にないことが発見される
と、周辺機器駆動制御装置６の駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回
路１４から電源操作回路１２の機能を停止させる信号が
、ロポッＩ・制御装置４の駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路１
３を介して出力され、同様に駆動電力と制御電力の供給
停止することができるようになっている。

このような電力供給停止指令が出力されると、作動中の
ロボットが停止するだけでなく、そのロボット制御回路
の機能も停止するので、ロボットの停止原因がロボット
制御回路の故障によるものである場合に、それが電力供
給状態にあれば簡単に解明することができる故障原因を
、停止しているロボット制御回路では調査することがで
きないという問題がある。加えて、ロボット制御回路が
停止した状態以後からその作業対象物に残余の作業を再
開させる場合には、駆動装置ＯＮ、　ＯＦＦ回路から作
動指令を行なうと共に、作業開始から停止直前までの従
前の作業工程の重複作業を回避するため作業者がロボッ
トを誘導しなければならないし、場合によっては中途作
業の作業対象物を除去した後、次の作業対象物から作業
を再開させなければならないという問題もある。さらに
、駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路により停止指令が出力され
ると、ロボットが急停止することになるので、ロボット
アームや手首の有する慣性力によりロボットに衝撃力が
作用したり、ときには、手首が握持している品物が外れ
て飛散するといった事態が生じる問題もある。

（Ｃ）発明の目的 本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
第１には、ロボットや周辺機器が正常に作動している場
合、待機状態にあるロボット駆動装置における電力消費
を低減することであり、第２には、ロボットまたは周辺
機器において何らがの緊急事態が発生してロボットの作
動を停止させたとき、ロポ７）制御回路の機能を維持さ
せ故障原因を容易に解明できるようにすると共に、残余
作業の再開を極めて容易に行なわせることができるよう
にすることであり、第３には、ロボットの作動停止指令
が出力されても、ロボットが急停止することなく、アー
ムに作用する衝撃力を軽減したり、握持している品物が
飛散するといった事態を回避し、かつ、不測の暴走など
を防止してその安全を図ることができる産業用ロボット
の制御装置を提供することを目的とする。

（ｄ）発明の構成 本発明の構成を第２図を参照して説明すると、ロボット
用電源２２からの電力をロボット駆動源２５およびロボ
ット制御回路２８に供給する電源操作回路２４がロボッ
ト駆動装置２１に設けられ、その電源操作回路２４のＯ
Ｎ・ＯＦＦを指令する駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路２９．
３５が、ロボット制御装置２７および周辺機器駆動制御
装置３１に設けられている産業用ロボットの制御装置で
あって、電源操作回路２４に駆動電源操作回路２６が付
設されていると共に、この駆動電源操作回路２６のＯＮ
・ＯＦＦを指令する駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３０．３
６が、ロボット制御装置２７および周辺機器駆動制御装
置３１に設けられた産業用ロボットの制御装置２０であ
る。

（ｅ）実施例 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図の産業用ロボットの制御装置２０において、２１
はロボット駆動装置で、ロボット用電源２２からの電力
によりロボット本体２３を駆動するものである。これは
、スイッチ類が内蔵されている電源操作回路２４と油圧
ポンプなどのロポソＩ・駆動源２５を有し、前者は電源
の供給および停止を行なうもので、さらに、ロボット駆
動源２５に駆動電力を供給する駆動電源操作回路２６が
設けられている。２７は電源操作回路２４からの制御電
力により作動するロボット制御装置で、ロボット駆動源
２５の動力で作動するロボット本体２３の油圧モータな
どのアクチュエーダにその速度や変位量などを制御する
ための信号を出力するものである。このロボット制御装
置２７には、ロボット制御回路２８の外に従来例のとこ
ろで述べた電源操作回路２４を０Ｎ−ＯＦＦさせるため
の駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路２９および駆動電源操作回
路２６をＯＮ・ＯＦＦさせるための駆動電源ＯＮ、ＯＦ
Ｆ回路３０が設けられている。３１は周辺機器駆動制御
装置で、周辺機器用電源３２からの電力により作業対象
物を搬送するベルトコンベアなどの搬送装置である周辺
機器３３を駆動するものである。

これには、ロボット制御回路２８との間で制御信号を相
互に発受する周辺機器制御回路３４を有すると共に、電
源操作回路２４をＯＮ・ＯＦＦさせるための駆動装置Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ回路３５および駆動電源操作回路２６をＯＮ
・ＯＦＦさせるための駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３６が
設けられている。

このような実施例の制御装置２０によれば、発明の目的
を達成するよう制御ならびに作動をさせることができる
。なお、作動の理解を補助するために第３図に示すフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

まず、ロボット用電源２２および周辺機器用電源３２か
らの電力が、ロボット本体２３および周辺機器３３の作
動・不作動に拘わらす、常時、ロボット駆動装置２１お
よび周辺機器駆動制御装置３０に供給される（フローチ
ャートのステップ１および２、以下、８１などと記す）
。周辺機器３３は周辺機器用電源３２の電力を受ける（
Ｓ３）と共に周辺機器制御回路３４からの制御信号に基
づいて、作業対象物をロボット本体２３の位置まで搬送
する（Ｓ４）。このとき、ロボットが作業しなく待機さ
せる場合には、駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３６はロボッ
ト制御装置２７の駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３０を介し
てＯＦＦ信号を出力し、駆動電源操作回路２６をＯＦＦ
としくＳ５）、ロボット駆動源２５への駆動電力の供給
が停止されてそれが不作動となる（Ｓ６）。図示しない
センサが所定の位置に来た作業対象物を検出すると（Ｓ
７）、周辺機器制御回路３４が搬送装置などの動きを停
止させる（Ｓ８）と共に、電源操作回路２４がらの制御
電力を受けて作動状態にあるロボット制御回路２８にそ
の旨の信号を出方してロボットの作動制御を開始させる
（Ｓ９）。これと同時に、駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３
６が駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３ｏを介して駆動電源操
作回路２６をＯＮにする（３１０）旨の信号を出力する
ので、ロボット駆動源２５の油圧ポンプは、ロボット用
電源２２の電力を電源操作回路２４および駆動電源操作
回路２６を介して供給されて作動しく５ｌｌ）、その動
力により作動するロボット本体２の例えばアームを屈曲
させるための油圧モータが駆動され、ロボット制御回路
２８からの制御信号に基づいて予め教示されている所定
の作業手順にしたがって、ロボットが作業対象物に所定
の作業を施す（Ｓ１２）。その作業が完了すると（Ｓ１
３）、ロボット制御回路２８はロボット本体２３の作動
を停止させる（Ｓ１４）と共に、ロボット制御装置２７
の駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路３０が駆動電源操作回路２
６をＯＦＦにする（Ｓ１５）旨の信号を出力するので、
ロボット駆動源２５の油圧ポンプはその駆動電力が停止
されて不作動となる（Ｓ１６）。これと同時に、ロボッ
ト制御回路２８からは周辺機器制御回路３４に、再び周
辺機器５を作動させる旨の信号が出力され、周辺機器制
御回路３４が作動しくＳ３）、周辺機器３３がその指令
に基づいて作動する（Ｓ４）。

このようにして、ロボットや周辺機器が正常に作動して
いる場合、ロボット制御装置２７のロボット制御回路２
８は、駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路２９や３５から電源操
作回路２４をＯＦＦにする信号が出力されない限り、ロ
ボット制御回路２８への制御電力は常時供給される一方
、エネルギ消費量の多いロボット駆動源２５への駆動電
力の供給は、ロボットが待機状態にあるとき停止される
。したがって、従来例のところで述べたようなロボット
の待機中にも電力を消費するといったことを回避するこ
とができる。ちなみに、そのエネルギ消費の低減率を例
示すると以下のようになる。ロボ・７ト駆動源とロボッ
ト制御回路とが共に作動状態にあるとき消費されるエネ
ルギを１０とすると、ロボットが待機状態にあるときの
従来例におけるそれは７であり、本発明におけるそれは
制御電力が僅かであることからほぼ０である。ロボット
が作動する時間と待機する時間の比率はほぼ３対１であ
るので、結局、全体におけるエネルギ低減率は、（７Ｘ
１）　／　（（１０Ｘ３）　＋（７Ｘ’１）＝７／３７
’＃０．　２ となり、２０％もの電力消費の節減を可能にする。

また、このような待機中にロボット制御装置や周辺機器
制御駆動装置から誤信号が入力されても、駆動電源操作
回路２６はＯＦＦとなっているので、油圧ポンプなどの
ロボット駆動源２５が作動することはない。したがって
、ロボット本体２３の油圧モータなどが作動することは
なく、ロボットが暴走するなど危険な事態が発生は回避
される。

ところで、ロボットまたは周辺機器において何らかの緊
急事態が発生した場合にも、上述した駆動電源ＯＮ、Ｏ
ＦＦ回路３０または３６から駆動電源操作回路２６にそ
れをＯＦＦとすべく信号が入力されるが、その時点で停
止させられるのはロボット駆動源２５だけであって、ロ
ボット制御回路２８への制御電力の供給は維持される。

したがって、ロボットの停止原因がロボット制御回路の
故障によるものである場合に、それが電力供給状態にあ
るので簡単に解明できたり開査することができる。

加えて、ロボットが停止した状態以後からその作業対象
物に残余の作業を継続させる場合には、ロボット制御回
路２８がその以後からの制御信号を出力することになり
、作業者がロボットを誘導したりすることなく爾後の作
業を極めて簡単に再開させることができる。

さらに、駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路よりロボット作動停
止指令が出力されても、上述したようにロボット制御回
路２８が機能しているので、それが、正常な状態でロボ
ットを停止させる場合の制御系を用いて緊急停止させる
ことができるので、ロボットが急停止してそのアームや
手首に衝撃力が作用１．シたり、手首が握持している品
物が外れて飛散するといったことも回避することができ
る。

なお、ロボット制御装置２７および周辺機器駆動制御装
置３１の駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路２９や３５は、電源
操作回路２４のＯＮ、ＯＦＦを指令するので、その何れ
かが信号を出力すると、ロボット駆動源２５への駆動電
力およびロボット制御回路２８への制御電力が停止され
るのは従来例と異なるところはない。したがって、何ら
かの緊急事態が生じてロボット駆動源およびロボット制
御回路の作動を同時に停止させる必要のある場合には、
従来と同様にして機能させることができる。

以上の実施例は、油圧駆動による産業用ロボットについ
て説明したが、電動ロボットでも同様であるし、ロボッ
ト本体と周辺機器の作動が上述したような間欠的である
場合に限らず、双方の作動を同期させつつ共に連続的に
作動するような場合を含む制御についても通用できるこ
とば言うまでもない。

（ｆ）発明の効果 本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、ロ
ボット制御装置および周辺機器駆動制御装置に、ロボッ
ト駆動装置の駆動電源操作回路をＯＮ、ＯＦＦさせる駆
動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路を設けたので、待機状態にある
ロボット駆動装置における電力消費を低減することがで
きると共に不測の暴走などを防止してその安全を図るこ
とができる。

さらに、何らかの緊急事態が発生してロボットの作動を
停止させたときでも、ロボット制御回路の機能が維持さ
れるので、ロボット制御回路におりる故障原因を容易に
解明できると共に、残余作業を容易に再開させることが
できる。加えて、ロボットの作動停止指令が出力されて
も、ロボットが急停止することはないので、ロボットア
ームや手首に作用する衝撃力を軽減でき、また、握持し
ている品物が飛散するといった事態の発生を回避して、
ロボットの作動上の安全性を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は産業用ロボットの制御装置の従来の装置概略図
、第２図は本発明の実施例である産業用ロボットの制御
装置の装置概略図、第３図はその作動を示すフローチャ
ートである。 ２〇−産業用ロボットの制御装置、２１−ロボット駆動
装置、２２・−ロボット用電源、２４−・・電源操作回
路、２５−・ロボット駆動源、２６−駆動電源操作回路
、２７−・−ロボット制御装置、２８−・ロボット制御
回路、２９．３５−駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路、３０．
３６−駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路、３１・−周辺機器駆
動制御装置 特許出願人　川崎重工業株式会社（ばか１名）代理人　
弁理士　吉村　勝俊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ロボット用電源からの電力をロボット駆動源お
   よびロボット制御回路に供給する電源操作回路がロボッ
   ト駆動装置に設けられ、この電源操作回路の０Ｎ−ＯＦ
   Ｆを指令する駆動装置ＯＮ、ＯＦＦ回路が、ロボット制
   御装置および周辺機器駆動制御装置に設けられている産
   業用ロボットの制御装置において、 前記電源操作回路に駆動電源操作回路が付設されている
   と共に、この駆動電源操作回路のＯＮ・ＯＦＦを指令す
   る駆動電源ｏＮ、ｏｐｐ回路が、ロボット制御装置およ
   び周辺機器駆動制御装置に設けられ、 前記駆動電源ＯＮ、ＯＦＦ回路からの信号により、ロボ
   ット駆動源への駆動重力をロボット制御回路への制御電
   力とは独立に供給または停止できるようにしたことを特
   徴とする産業用ロボットの制御装置。